給網際網路或物聯網加個「大腦」,將引發怎樣的革命?

2021-09-23 13:47:44 字數 3545 閱讀 6374

網際網路發展到今天,已經成為人們重要的生活方式,在網上可以與朋友聊天、閱讀新聞、查詢各種資訊和資料、玩遊戲、購物、看電影等等。對很多人來說,如果一天沒有網路,日子就會變得非常無聊、難捱。

新一波的「物聯網」是網際網路的進一步擴充套件,把各種各樣的「物體」和器件連上網,從而可以使人們遠端控制這些物體和器件,也可以得到它們所感知、所收集到的各種資料,如影象、溫度、濕度等等。

現在最熱門的乙個詞是「網際網路+」,意味著把網際網路與各行各業實體經濟聯絡在一起,線上線下發揮出更好的經濟效益。「網際網路+」只是想利用網際網路做更多的事,但沒有去想改變網際網路本身或增強網際網路本身的功能。

不管是網際網路也好,物聯網也好,都把外部世界的人和物連線起來了,但是還缺乏乙個最關鍵的東西——會思考、會分析、會做決策的大腦。應該說網際網路比物聯網還好一點,因為在網際網路的節點上(如**)有時還有人在操縱、在分析,從而也體現了一定的「腦互聯」的作用,而一般的物聯網就基本上是四肢發達的「無腦兒」了。

網際網路發展這麼多年來,強調的無非是從網速、頻寬、流量等方面提高質量,這些僅僅是加大了傳輸「管道」的容量而已。或者把連線物件從「人」擴大到了「物」,或者使用「網際網路+」以及「o2o」等來對網際網路的應用領域做橫向擴充。但是,對網路本身來說,一直沒有具備再高乙個層面的特性,那就是「智慧型」。如果把「大腦」加進了網際網路或者物聯網,讓它具備「智慧型」,這樣的「腦聯網」將會帶來意想不到的革命性的變化。

腦聯網將如何改變我們的生活?

我們在日常生活中,可能會遇到的場景:在爐子上煮著菜,突然聽到孩子的哭聲,就跑去另乙個房間照顧小孩,等哄完孩子再趕緊到廚房,菜卻已經完全煮幹了,整個廚房一股焦菸味。

如果有了「腦聯網」,你的行為(走路路徑)及表情,都會被房間裡各種器具(包括床、椅子、沙發、櫥等)所感知和記錄,並進行實時分析。而廚房的冰箱、爐子、鍋子全部都連網,當爐子超過一定溫度、鍋子發生乾燒的時候,會發出訊號給穿戴在你身上的「可穿戴」裝置進行報警,同時自動把爐子關上(「執行器」發生作用)。

另乙個生活場景:晚上,你吃了晚飯後斜躺在沙發上看電視,因為一天工作太累了,看著看著就倒在沙發上睡著了。等早上醒來,發現電視機還開著,自己身上什麼被子都沒蓋,感覺喉嚨痛,開始不斷咳嗽。

如果有了「腦聯網」,房間裡的沙發、冰箱、電視機、空調等等都會感知到你的體形動作、你的走動情況、你的聲音,甚至你的表情,然後會進行分析和「思考」。見到你已經倒下睡著,「腦聯網」就認為你有了睡意,就會把房間裡的熱空調開啟並調整到合適的溫度,電視機也會自動關掉,沙發也會慢慢展開鋪平變成一張床,讓你舒舒服服一直睡到天亮。

再來看看住房外面的情形。在大城市裡,經常遇到的煩惱是堵車。如果每一輛車都能連網(車聯網),每乙個紅綠燈都連網,每一位司機、交通警察甚至街上走的每一位行人都帶有感測器並連上網,網上對這些「大資料」進行實時自動分析,這就是「腦聯網」的作用和功能。當你出行準備到某個目的地時,這個「腦聯網」就會準確地告訴你,走哪條路線現在不會堵車,從而大大節省了你的時間和精力。

如何把網際網路公升級為「腦聯網」?

隨著人們對於腦科學研究的不斷深入,對人腦的許多機理也已有了深刻認識。例如,人的學習功能已經有了很好的數學模型,可以有效用於如「深度學習」和「神經網路」等人工智慧技術上面,而這些正是「腦聯網」的核心技術之一。

如何把目前的網際網路公升級為腦聯網?那就要從網路架構上作出新的設計,要把下列這些主要部分「嵌入」在裡面:

感測部分:直接從周邊的物理世界「感知」到各種變化,不管是感知到亮度還是感知到運動,不管是感知到空氣還是感知到人群;

分析部分:對於感知到的資料進行分類,這要用到「學習」功能,然後對大量資料進行統計和分析;

決策部分:通過得到的分析和評價來進行推理、優化和計畫,然後在眾多的選擇(可以有幾個,也可能成千上萬個)中作出決策。

執行部分:執行作出的決策,如關斷空調、在自動駕駛的車輛中剎車制動等等。

這裡面最重要的是分析部分。網路採集到的海量資料,如果不進行分析,那都是沒有什麼價值的。例如,現在大街上到處裝了攝像頭,但每天採集到的「大資料」,都是些雜訊,以及雜七雜

八、五顏六色、來來往往的車輛和行人,天天如此,不能體現出真正的價值。一旦要搜尋某個人或者某輛車,那就要麼用「人腦」來分析,即把資料進行回放,用人眼一張一張比對;或者是使用影象識別軟體進行自動比對,這也是利用了一種形式的「腦」,只不過精確度與人腦相比還有較大差距。

通過「分析」,體現出了資料的價值。分析的過程還涉及到知識覆蓋、語義理解、上下文理解(如昨天採集的資料和今天採集的資料之間的關係)等,需要使用專門的非線性演算法。這些「學習」演算法現在還很耗費時間,因為往往還要對資料進行反覆「訓練」。因此,要達到「實時」運算是乙個很大的挑戰。

建立腦聯網,需盡量減低演算法複雜度和硬體複雜度,還要減低硬體的功率消耗。因為人腦類似於乙個平行計算的計算機,要做腦聯網,那就得盡可能「仿腦」。只有通過「仿腦」,才能大大降低運算時間。可惜目前的電腦架構都不是「並行」模式,都是「序列」運算。要模仿平行計算,還有乙個辦法是「分布式」計算,即使用海量計算單元,並且都嵌入在「腦聯網」裡面,同時地進行運算。

當然,更好的辦法是把海量計算單元整合到一小片晶元裡面去。現在的智慧型手機,有的已經有8個cpu核,那是否把cpu核的數量增加到100個、1000個甚至1萬個同時來進行運算?或者乾脆按照人腦神經元的原理,做成一片含有海量神經元的晶元?這些並不是僅僅是設想和空想,而是已經實實在在出現在研究機構的實驗室裡了。

但是,目前這種半導體晶元的耗電還很大,滿足不了像大部分網路終端(如智慧型手機、可穿戴器件等)耗電極小的需求。只有到未來,新的超低功耗電晶體技術出現並大規模產業化之後,這樣的「仿腦晶元」才有可能得到大規模應用,才有可能在網路裡嵌入海量的這種「仿腦晶元」,把「腦聯網」推到乙個更接近人腦的新高度。

大腦連大腦,將開闢腦聯網的新領域

對於科幻**而言,那種認為人類的大腦可以通過某種神經網路互連已是舊聞。我們經常看到電影、**等,在那裡神經網路是故事的重點。雖然在現實生活中,它聽起來似是而非是理論上的乙個概念,但實踐上尚未得到證實。

最近,國外一所大學的研究人員提出了「大腦連大腦」——真正的「腦聯網」的概念。通過連線多個動物的大腦,做了乙個通過腦腦接**換資訊的網路。研究人員成功連線的4個老鼠的大腦已經確鑿表明,這樣的安排能夠比單獨大腦執行任務更迅速,更有效率。

研究團隊使用兩組電極連線鼠腦,傳送相同的指令給每個大腦。為了訓練老鼠,研究小組採用正向強化的方法,那裡的大鼠每次成功嘗試聽從了指令後,即給予水作為獎勵。最初,老鼠完成任務有點麻煩,但試了幾次後,他們開始在協調反應上得到提高,成功率提高到了驚人的87%。

通過對老鼠的成功激勵,研究人員隨後又使用相同的設定連線兩個靈長類動物。猴子習慣了被相互連線後,在協調反應上也有提高,完成任務的成功率再次大幅**。在這老鼠和靈長類動物兩種情況下,互聯大腦的網路比單一的動物試圖讓它獨自完成任務更快、更有效。

這項研究表明,確實存在人類大腦可以連線在一起的可能性。如果人類大腦的確可以連線,那麼「腦聯網」肯定會開闢出研究和開發的新領域,也會進一步幫助神經學科學家揭開人類大腦的秘密。事實上,它甚至可以重塑世界,因為它不但在機器和裝置裡裝有了「大腦」,在網際網路裡有了大腦,還將把人類的大腦連線在一起,使人類本身的智慧型真正發揮到極致。

大腦是思維知覺的中樞,是人類一切行為的總指揮。當大腦進入網路系統,當然更會發揮總指揮的作用。可以預料,「腦聯網」將帶來一場跨界、跨領域以及跨產業的新的革命,它將帶給我們無限的商機,大大提高我們的認知能力和工作效率,也將徹底改變我們的生活習慣和生活方式。

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